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Schiffsantrieb mit einem in einem besonderen Schwimmkörper angeordneten
Vortriebsorgan Bei Schiffen für Binnenwasserstraßen wird es als nachteilig empfunden,
daß die Vortriebsorgane nicht der mit der Beladung schwankenden Eintauchtiefe oder
der in Flußläufen oft wechselnden Wassertiefe angepaßt werden können. Es ist zwar
bereits vorgeschlagen worden, das Antriebsorgan in einem besonderen Schwimmkörper
anzuordnen, der unabhängig von der Tauchtiefe des getriebenen Schiffes stets gleich
tief eintaucht. Das bedeutet aber einen verhältnismäßig großen und schweren Schwimmkörper
mit großer Verdrängung und entsprechend großem Widerstand, zumal hierbei in der
Regel auch die Antriebsmaschine mit in diesem Schwimmkörper untergebracht werden
muß. Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, einen Schiffsantrieb so zu gestalten,
daß die genannten Nachteile vermieden werden. Gemäß der Erfindung wird das Vortriebsorgan
zwar ebenfalls in einem besonderen, mit dem Schiff verbundenen Schwimmkörper angeordnet,
dieser Schwimmkörper aber am anzutreibenden Schiff derart aufgehängt und zu einem
wesentlichen Teil seines Gewichtes durch ein Gegengewicht ausbalanciert, daß das
verbleibende Gewicht durch die diesem entsprechende Verdrängung gerade noch die
für das richtige Arbeiten des Vortriebsorgans erforderliche und ausreichende Eintauchtiefe
ergibt. Die Anordnung wird also so getroffen, daß das Gewicht des das
Antriebsorgan,
aufnehmenden ,Schwimmkörpers zu einem wesentlichen Teil, vorzugsweise sogar zum
größten Teil vom Schiff getragen und durch ebenfalls vom Schiff getragene Gegengewichte
ausbalanciert wird, während er restliche Gewichtsanteil des Schwimmkörpers durch
seine Verdrängung -unmittelbar vom Wasser getragen wird.
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Durch diese Ausbildung des Antriebs wird erreicht, daß der Schwimmkörper,
der sowohl für Schiffe mit Seitenantrieb an beiden Schiffsseiten angeordnet als
auch für Bug- oder Heckantrieb in einfacher oder doppelter Ausführung verwendet
werden kann, nur eine sehr geringe Eintauchtiefe und Verdrängung und somit nur einen
sehr kleinen zusätzlichen Widerstand aufweist: Wohi muß der nicht vom Schwimmkörper
selbst,- sondern vom Schiff getragene Gewichtsanteil des ,Schwimmkörpers auch durch
Verdrängung des Schiffes ausgeglichen werden, aber dieser -Gewichtsanteil läßt sich
bei dem großen Schiff wesentlich günstiger und widerstandsärmer unterbringen als
auf dem verhältnismäßig kleinen Schwimmkörper: -Von besonderem Vorteil ist der Vöxschlgg
gemäß der Erfindung bei Antrieben mit Flügelradprogellern, weil bei diesen eine
außerordentlich geringe Eintauchtiefe meist von einigen wenigen Zentimetern für
das richtige Arbeiten des Propellers genügt. Ein gemäß der Erfindung ausgebildeter
Schiffsantrieb macht außerdem das Austauchen des Vortriebsorgans bei starker Vertrimmung
oder Krängung des Schiffes unmöglich. So bestand beispielsweise bei Passagierschiffen
mit Seitenantrieb bisher die Gefahr, daß beim Zusammendrängen aller Fahrgäste auf
einer Schiffsseite das auf der gegenüberliegenden Seite angeordnete Antriebsorgan
austauchte und daß dann das Schiff durch den Ausfall der Vortriebskräfte dieses
Propellersaus der gewünschten Fahrtrichtung ausscherte. Diese Gefahr wird bei einer
Ausführung gemäß der Erfindung völlig beseitigt.
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Die Aufhängung des Schwimmkörpers am Schiff erfolgt zweckmäßigerweise
etwa über eine waagebalkenähnliche Konstruktion mit einer am Schiff befestigten
horizontalen Schwenkachse. Auf dem einen Arm des Waagebalkens sitzt dann der Schwimmkörper
mit dem Vortriebsorgan und auf der anderen Seite das Gegengewicht. Als Gegengewicht
kann zur Vermeidung zusätzlicher Belastung vorzugsweise der -Antriebsmotor oder
eine andere an sich erforderliche Belastung dienen. In besonderen Anwendungsfällen
mit Doppelantrieb kann es auch möglich -sein, das Vortrebsorgan auf der einen .Seite
des Schiffes als Gegengewicht des auf der anderen Seite des Schiffes liegenden Vortriebsorgans
zu verwenden; besonders wenn keine starkenTiefgangsunterschiede auftreten, aber
starke Vertrimmungen oder starkes Krängen zu berücksichtigen sind. - - -Nach einem
besonderen Vorschlag der Erfindung wird auch das- Gegengewicht zum Vortriebsorgan
im Schwimmkörper h. also, daß das Vortriebsorgan. auf der schwereren: Seite eines
Schwimmkörpers angeordnet wird, der um eine außerhalb seiner -Schwerachse liegende;.
am Schiffskörper befestigte horizontale Achse schwenkbar ist und -in seinem wesentlichen
Gewicht vom Schiff getragen wird. Die Schwenkachse wird dabei in den meisten Anwendungsfällen
quer zur Schiffslängsachse verlaufen.
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Bei -Schiffen mit Seitenantrieb empfiehlt es sich, die beiden an den
Seiten des Schiffes anzuordnenden Schwimmkörper gemäß der Erfindung auf einer gemeinsamen,
ungefähr in der Schiffsmitte liegenden Querachse schwenkbar aufzuhängen. Bei einer
Krängung des Schiffes werden dann die beiden Schwimmkörper selbsttätig um ihre Achse
schwenken, und zwar in einander entgegengesetzter Drehrichtung, so daß die beiden
Vortriebsorgäne in ungefähr gleicher Tauchtiefe im Wasser bleiben, während das gegenüberliegende
Ende des Schwimmkörpers auf der einen Schiffsseite stärker eintaucht und auf der
gegenüberliegenden Seite stärker austaucht. In gleicher Weise stellen sich die Schwimmkörper
- bei Tiefgangsänderungen oder bei Vertriinfnungen- -des Schiffes stets so ein,
daß die Vortriebsorgane immer ungefähr gleich tief eintauchen.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung soll das Vortriebsorgan
mit einer Schutzvorrichtung versehen werden, die derart ausgebildet ist, daß bei
Untiefen des Flußlaufes keine Grundberührung des Vortriebsorgans eintreten kann,
sondern daß dieses vielmehr-- nach- oben geschwenkt wird. Da der Schwimmkörper gemäß
der Erfindung bis auf einkleines Übergewicht auf der das Vortriebsorgan tragenden
Seite ausbalanciert ist, genügt ein geringer Stoß, um den Schwimmkörper so zu schwenken,
daß das Vortriebsorgan mit seinem Schutzkorb über die Untiefe hinwegrutscht, um
dann sogleich wieder in die normale Lage zurückzuschwenken; insbesondere wenn hierzu
das andere Ende des Schwimmkörpers so ausgebildet ist, daß beim Hochschwenken des
Propellerendes nur ein kleines Volumen des anderen Endes in das Wasser eintaucht.
Die vorzugsweise im Schiffskörper feste Schwenkachse des Schwimmkörpers wird etwa
hohl ausgebildet; so daß die mechanische oder elektrische Kraftübertragung oder
Rohrleitungen für Auspuffgase oder Brennstoff oder auch Steuerleitungen durch sie
hindurchgeführt werden können.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird die Verbindung der
Schwimmkörper mit dem Schiff so .ausgebildet, daß der Schwimmkörper schnell ein-
und ausgebaut werden kann, so daß ein Schwimmkörper abwechselnd für mehrere entsprechend
ausgebildete Schiffe verwendet werden kann. Dies hat besonders für Frachtkähne Bedeutung,
die zum Be- und Entladen eine größere Liegezeit brauchen, da in dieser Zeit die
Schwimmkörper mit dem Vortriebsorgan anderweitig eingesetzt werden können. Hierzu
empfiehlt es sich, die Schwimmkörper- so auszubilden; daß sie im abgekuppelten Zustand
bei - entsprechend größerer Tauchtiefe. selbst schwimmfähig und selbst steuerfähig
sind.
Bei Antrieb mit Voith-Schneider-Propeller ist die Steuerfähigkeit ohne weiteres
gegeben, während bei Ausführungen mit Schraubenpropeller unter Umständen entsprechende
Zusatzeinrichtungen (etwa ein besonderes Ruder) erforderlich wären. Der losgelöste
Schwimmkörper kann dann auch als selbständiges Schleppfahrzeug dienen.
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Die Erfindung eignet sich besonders auch für den Antrieb von Schwimmkranpontons,
da sich hierbei das Antriebsorgan der aus der Belastung des Krans sich ergebenden
Vertrimmung des Schwimmkranpontons anpassen kann. Unabhängig von der Trimmlage des
Schiffes hat das Vortriebsorgan, für das bei Schwimmkranen vorzugsweise der Flügelradpropeller
geeignet ist, stets gerade die richtige Eintauchtiefe und daher seine volle Vortriebs-
und Steuerkraft.
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Durch besondere Trimmbehälter im Schwimmkörper oder durch ein besonderes
am Schiff befestigtes Windwerk kann der Schwimmkörper mit seinem das Vortriebsorgan
tragenden Ende nach Belieben jederzeit am schwimmenden Schiff so hochgetrimmt werden,
daß die Flügel des Vortriebsorgans beispielsweise zum Untersuchen oder zum Auswechseln
über die Wasserlinie zu liegen kommen, ohne daß das Schiff gedockt «-erden müßte.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen
schematisch dargestellt. Abb. i bis 3 zeigen eine Anwendung der Erfindung in einem
Schiff mit Seitenantrieb, und zwar Abb. i in Ansicht, Abb. 2 im Querschnitt und
Abb. 3 in Draufsicht; Abb. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform für Schiffe mit
Seitenantrieb; Abb. 5 und 6 zeigen ein Schiff in seitlicher Ansicht und Draufsicht
mit einem in einem besonderen Schwimmkörper eingesetzten Antriebsorgan als Heckantrieb
und Abb.7 eine Ausführungsform mit zwei in je einem besonderen Schwimmkörper eingesetzten
Antriebsorganen ebenfalls als Heckantrieb; Abb. 8 und 9 zeigen eine Ausführung,
bei der der Schwimmkörper mit dem Antriebsorgan in einem in der Mitte des zu treibenden
Schiffes vorgesehenen Ausschnitt eingesetzt ist und Abb. io eine Ausführung mit
einem in das Schiff hineinragenden Waagebalken.
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Nach Abb. i bis 3 ist in den Schiffsrumpf i eine etwa rohrförmige
Achse 2 eingebaut, die an beiden Seiten über die seitliche Schiffswand hinausragt.
Auf diesen beiden Enden der Achse ist je ein Schwimmkörper 3 und 3' aufgehängt,
in die einerseits als Vortriebsorgan ein Flügelradpropeller d. bzw. .4.' und andererseits
ein Antriebsmotor 5 bzw. 5' eingesetzt ist. Die Gewichtsverteilung ist dabei so
gewählt, daß das den Propeller tragende Ende des Schwimmkörpers ein geringes Übergewicht
hat, und außerdem ist die Anordnung so getroffen, daß durch entsprechendes Eintauchen
dieser Hälfte des Schwimmkörpers das Übergewicht gerade ausgeglichen wird. Bei dem
gezeichneten normalen Beladungstiefgang des Schiffes taucht der Schwimmkörper an
dem den Propeller enthaltenden Ende um daß Maß 6 in den Wasserspiegel ein. Das aus
der Verdrängung sich ergebende nach oben gerichtete Drehmoment um die Schwenkachse
2 ist größer als das aus der Verdrängung der eintauchenden anderen Hälfte sich ergebende
Drehmoment in der anderen Drehrichtung, das heißt der Schwimmkörper taucht mit seinem
Propellerende jeweils gerade so .viel ein, daß er sich im Gleichgewichtszustand
befindet. Soweit sein Gewicht nicht durch die Wasserverdrängung ausgeglichen ist,
wird es über die Achse vom Schiffskörper getragen.
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An Stelle des gezeigten Flügelradpropellers könnte als Vortriebsorgan
auch ein Schraubenpropeller mit verstellbaren oder festen Flügeln zur Anwendung
kommen. Desgleichen könnte der Gewichtsausgleich statt durch Anordnung der Antriebsmaschine
in dem Schwimmkörper auch durch andere Maßnahmen bewirkt werden. Wesentlich ist,
daß der das Vortriebsorgan tragende besondere Schiffskörper am anzutreibenden Schiff
um eine horizontale Achse schwenkbar ist, so daß das Vortriebsorgan unabhängig von
der Tauchtiefe des Schiffes und unabhängig von Vertrimmung und Krängung stets ungefähr
gleich tief eintaucht. Durch Unterbringung der Antriebsmaschine in den Schwimmkörpern
kann der Schiffsraum des getriebenen Schiffes freizügig gestaltet und weitgehend
als Fracht- oder Passagierraum ausgenutzt werden.
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Die Schwenkachse 2 greift verhältnismäßig weit unten an den Schwenkkörpern
3, 3' an. Der mittlere Abstand des Propellers und des Motors von der Schwenkachse
ist so gewählt, daß der schwerere Motor näher bei der Schwenkachse sitzt als der
leichtere Propeller.
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Bei dem in Abb. 4. gezeigten Ausführungsbeispiel sitzen zu beiden
Seiten des Schiffes 7 wiederum zwei Schwimmkörper 8 und 8', die gemäß der Erfindung
mittels je einer Achse 9 bzw. 9' am Schiff 7 schwenkbar aufgehängt sind. Als Vortriebsorgane
sind die Schrauben io bzw. io' eingezeichnet, deren Gewicht durch ein in der anderen
Hälfte des Schwimmkörpers angeordnetes Gegengewicht entsprechend der Erfindung ausbalanciert
ist. Die beiden Achsen 9 und g' sind hohl ausgebildet und im Bereich der Schwimmkörper
mit einem Ausschnitt i i bzw. i i' versehen. Durch diesen Ausschnitt greift die
Kraftübertragung von dem in Schiffsmitte angeordneten Antriebsmotor 12 über je einen
Kegeltrieb zu den Propellerwellen hindurch.
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Bei dem in Abb. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der das
Antriebsorgan 14. und den Antriebsmotor 15 tragende besondere Schwimmkörper 13 in
einem Ausschnitt 16 des Schiffsrumpfes 17 eingesetzt und wird dort mit seinem wesentlichen
Gewicht von der im Schiffsrumpf festen Achse 18 getragen. Der Schwimmkörper 17 ist
mit einer besonderen Schutzvorrichtung ig versehen, die in Form von vorn und hinten
aufgebogenen Kufen ausgebildet ist. Diese günstig profilierten Kufen umgeben . das
als Flügelradpropeller
ausgebildete Vortriebsorgan und kommen bei
Untiefen mit dem Grund in Berührung. Hierdurch wird der ganze .Schwimmkörper um
seine Achse 18 geschwenkt und solange in dieser,Stellung gehalten, bis die Wassertiefe
wieder normal ist.
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Wie aus Abb: 6 ersichtlich ist, wird der Schwimmkörper hierzu in seinem
vorderen Ende so ausgebildet, daß er in der gezeichneten Normalstellung nur wenig
eintaucht und auch bei stärkerem Verschwenken des motorseitigen Endes nach unten
nur wenig Wasser verdrängt. Hierdurch wird erreicht, daß schon ein geringer Stoß
genügt, um den Propeller zum Ausweichen zu bringen.
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Eine solche Ausführung eignet sich besonders für sehr flache Gewässer
mit Untiefen. Sie gestattet, Propeller' mit ausreichend langen Flügeln oder Schrauben
mit großen Durchmessern anzuwenden, während man bisher in solchen Fällen hinsichtlich
der Tauchung des Antriebsorgans durch die flachste Stelle des zu befahrenden Gewässers
begrenzt war. Besonders bei Anwendung von Flügelradpropellern lassen sich nunmehr
selbst bei Gewässern, die an einzelnen Stellen sehr seicht sind, große Strahlflächen
unterbringen und ein besserer Wirkungsgrad erzielen.
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Auch bei dem in Abb. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel könnte
grundsätzlich statt eines Flügelradpropellers auch ein anderes Vortriebsorgan vorgesehen
werden, das in gleicher Weise durch einen Schutzkorb vor Grundberührung gesichert
ist. In beiden Fällen werden zusätzlich zu dem Schütz gegen Grundberührung noch
die an Hand der Abb. z bis 3 beschriebenen Vorteile erreicht.
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In Abb. 7 ist ein Ausführungsbeispiel mit zwei am . Heck des Schiffes
angeordneten Schwimmkörpern 2o und 2o' gemäß der Erfindung dargestellt: Als Vortriebsorgan
2z und 21' sind hier Schrauben eingezeichnet.
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Das in Abb. 8 und 9 in Draufsicht und im Längsschnitt gezeigte Ausführungsbeispiel
soll beispielsweise ein Fährschiff darstellen, bei dem der Schwimmkörper 22 mit
dem Schraubenpropeller 23 und dem Motor 24 um die im Schiffskörper 25 feste Achse
26 schwenkbar aufgehängt ist. Ähnlich wie bei den in Abb. 5 bis 7 dargestellten
Ausführungsbeispielen ist auch hier für das Vortriebsorgan ein Schutzkorb 27 vorgesehen.
Der .Schwimmkörper sitzt hier in einem Ausschnitt 28, der etwa in der Mitte des
Schiffes angeordnet ist.
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In Abb. ro ist eine Ausführung gezeigt, bei der das Vortriebsorgan
29 wiederum in einem besonderen Schwimmkörper 30 sitzt, der über eine Tragkonstruktion
31 an der Achse 32 am Rumpf 33 des zu treibenden Schiffes angelenkt ist. Die Tragkonstruktion
31 ist über den Drehpunkt hinaus verlängert und trägt dort zum Ausgleich des Gewichtes
des Vortriebsorgans den Antriebsmotor 34. In gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. 5 bis 7 ist der Flügelradpropeller durch einen Schutzkorb 35 vor Grundberührung
gesichert. Bei Untiefen kommt vielmehr lediglich der Schutzkorb in Berührung mit
dem Grund und schwenkt den Propeller nach oben, bis wieder ausreichende Wassertiefe
erreicht wird.
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Ein Schwimmkörper gemäß der Erfindung kann auch zum gleichzeitigen
Antrieb zweier Schiffe verwendet werden. Hierzu wird der Schwimmkörper etwa zwischen
zwei solche Schiffe eingesetzt und auf diesen beiden aufgehängt. Hierzu kann die
Schwenkachse etwa mit dem Schwimmkörper fest verbünden sein, während an den entsprechenden
Seitenwänden der beiden Schiffe entsprechende Achslager vorgesehen sind.